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중력파, 아인슈타인의 마지막 선물

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카오스북클럽 선정도서-2016년 4월/ "중력파" 2017 노벨물리학 수상

  • 저 : 오정근
  • 출판사 : 동아시아
  • 발행 : 2016년 02월 29일
  • 쪽수 : 300
  • 제품구성 : 전1권
  • ISBN : 9788962621310
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북인사이드

  • 마침내 풀린 숙제!

  • 중력파가 궁금하다

  • 눈물겨운 중력파 검출

  • 우주를 이해하려는 노력

책소개

중력파, 아인슈타인의 마지막 선물을 만나보자

“We did it!" “당신이 옳았어요, 아인슈타인”2016년 2월 11일, 인류는 드디어 중력파의 직접 검출에 성공해냈고, 이로써 아인슈타인 100년의 숙제가 마침내 풀렸다! 중력파를 찾기 위한 LIGO와 인류의 아름다운 도전과 열정을 담은 기록이 지금 최초로 공개된다. 별보다 빛나는 과학사의 족적을 따라가며 과학교양을 듬뿍 채워보자!

출판사 서평

6500만 광년 떨어진 처녀자리 성단에 사는
한 외계인의 머리칼이 흔들리는 모습을 지구에서 감지하다
―중력파와 라이고(LIGO)는 무엇?


잔잔한 물 위에 돌을 던지면 물결이 사방으로 퍼져나간다. 이처럼 중력파(重力波, gravitational waves)는 우주에서 별이 폭발하는 등의 커다란 사건에 의해 생겨나 사방으로 퍼져나가는 시공간의 잔물결과 같다. 단, 우주 전역으로 퍼져나가지만 너무 미약하기 때문에 그것을 알아내는 것은 매우 어렵다. 실제 중력파는 시공간이 급격하게 변하는 에너지가 파동의 형태로 전파되며 그 세기는 10-21 정도인데, 이 크기는 태양이 원자 크기만큼 진동한 정도보다도 작다. 따라서 그 신호를 검출하기 위해서는 빅뱅 이후 우주의 급팽창이나 별들의 충돌이나 폭발과 같은 천문학적인 현상을 통해서만 가능할 것으로 생각되었다.
이를 검출하고자 1960년대 이후부터 전 세계적인 실험과 관측이 시작되었고, 미국에서는 2000년대부터 중력파 검출을 위한 라이고(LIGO, Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory: 레이저 간섭계 중력파 관측소)를 건설했다. 결국 아인슈타인의 일반상대성이론 100주년인 2015년 9월 14일에 검출에 성공했고, 여러 단계의 검증을 거쳐 2016년 2월 11일 전 세계에 발표되었다. 13억 년 전, 우주에서 2개의 블랙홀이 던졌던 물결이 21세기 인류에게 새로운 우주를 열어 보여준 것이다.

"We did it!" "당신이 옳았어요, 아인슈타인"
중력파, 인류에게 새로운 우주의 시대를 열다
―중력파의 발견/검출이 가지는 의의


2016년 2월 11일(한국시간 2월 12일 0시 30분), 아인슈타인이 일반상대성이론을 발표한 직후 그 존재가 이론적으로 예견되었던 중력파의 직접 검출에 100년 만에 성공했음이 전 세계에 알려졌다. 이 중력파의 발견은 인류의 집단지성이 이루어낸 역사적 쾌거이다. 100년 전 현대 과학의 패러다임을 바꾸었던 아인슈타인이라는 한 천재에 의해 예견된 마지막 수수께끼를 풀기 위해 인류가 던진 도전장은 마침내 55년 만에 그 결실을 맺게 되었다. 하나의 풀리지 않는 과학적 사실을 발견하기 위해 미국이 1조 원 가까이 투자한 것을 일반인의 상식으로는 이해할 수 없을 것이다. 그러나 선진국들이 앞다투어 기초과학에 대한 투자를 아끼지 않는 것은 과거로부터 현재까지 몸소 체험했던 역사적 교훈과 믿음 때문일 것이다.
중력파는 아인슈타인이 예언했던 과학적 사실을 발견하고 입증했다는 그 사실 하나만을 의미하지는 않는다. 이 발견은 이후 미래에 도래하게 될 새로운 시대의 서막을 예고한다. 전자기력이라는 힘을 이해함으로써 오늘날의 무선통신 문명을 열었듯이 앞으로 어떤 식으로 중력파를 응용한 문명이 펼쳐질지는 감히 예측할 수 없다. 다만 이 발견이 가까운 미래에 열게 될 중요성은, 이제 우리는 우주를 이해하는 데 한 걸음 더 다가설 수 있게 되었다는 것이다. 마치 갈릴레이가 광학망원경을 발명함으로써 육안으로 관측해오던 우주를 좀 더 자세히 들여다보게 되었듯이, 헤르츠의 전자기파의 발견으로 발명된 전파망원경을 통해 우리 우주의 새롭고 다양한 모습들을 바라봄으로써 우주를 좀 더 이해할 수 있게 되었듯이, 이제 인류는 중력파라는 새로운 관측 수단을 이용해서 우주가 연주하는 멋들어진 교향악을 감상할 수 있게 된 것이다..

중력파에 관해 가장 알기 쉽게 쓴 과학교양서이자
중력파를 찾는 인류의 눈물겨운 탐험과정을 담아낸 최초의 기록


[중력파, 아인슈타인의 마지막 선물]은 라이고 과학협력단에 참여하며 중력파 검출 실험을 성공적으로 이끄는 데 기여했던 현장의 과학자가 지난 55년간의 중력파 검출의 역사와 함께 오늘날 그 과학적 성공을 이루어낸 눈물겨운 과정을 생생하게 담아낸 중력파 검출 실험의 역사서이다. 저자 오정근 박사는 그 고단하고 지루한 도전의 시기 동안 시대를 풍미했던 선구자들의 눈물겨운 이야기들을 책에 담아냈다.
아울러 저자가 "사초(史草)를 작성하는 사관(史官)과 같은 마음"이라고 말했듯이, 이 책은 중력파 검출 발표 전후 몇 주간 동안 전 세계를 뜨겁게 달구었던 역사적 발견의 뒷이야기들을 시간에 따라 생생하게 담아낸 세계에서 하나밖에 없는 기록이다. 향후 100년간 회자될 위대한 발견의 기록을 아인슈타인의 일반상대성이론 100주년의 해에 독자들과 나눌 수 있는 것은 현 시대를 살고 있는 우리에게 큰 행운일 것이다.

왜 기초과학에 대한 관심과 아낌없는 투자가 필요할까?
과학자들의 노력과 실패, 그리고 끊임없는 도전

―책의 집필 의도
1927년 벨기에 브뤼셀에서 기괴한 토론의 향연이 벌어졌다. 그것은 마치 조선시대 성리학자들이 논하는 ‘이기론(理氣論)’의 논쟁과 같은 것이었다. 이른바 ‘솔베이 회의’로 불리는 이 모임에서 당대의 물리학자들은 당시 구축되어가고 있었던 양자역학의 해석을 위하여 끝없는 논쟁과 토론을 반복했다.
일반인들에게는 이 논쟁이 자신들의 생활에 전혀 도움을 주지 않는 것처럼 보였을 것이다. 그러나 이러한 논쟁이 결국은 양자역학의 기초를 확립하고 현대문명의 초석이 되었음을 피부로 느끼게 해준 사건 중 하나일 것이다. 이것은 비단 양자역학만이 아닌 현대 과학이 시대를 앞서서 당대 현실 생활과는 동떨어진 사실에 천착하고 있더라도 가까운 미래에 우리에게 공학과 기술문명이라는 이름으로 돌아올 것이라는 교훈이 자리 잡고 있는 것이다. 현대 과학, 특히 기초과학을 떠받치고 있는 큰 버팀목이 바로 이것이다.

현대 과학은 점차로 거대화되고 있고 대규모로 집단화되어가고 있다. 그에 따라 시설에 대한 투자 금액 역시 천문학적인 규모가 되고 있다. 이런 과학연구 형태의 특징은 이전에 개인적인 실험실 수준에서 이루어지던 것과 다르게 특별한 모습으로 구현되고 있으나, 아직 우리에게는 낯설다. 불과 15쪽의 논문에 저자와 소속기관만 5쪽을 할애하고 있으니 말이다. 이 책은 그 낯선 현대 과학의 일면에 대해 소개하고 있다. 과연 그렇게 큰 과학자들의 집단이 어떻게 실험과 토론을 통해 발견의 목적을 이루려고 노력하며, 어떤 과정으로 의사결정이 이루어지는지를 생생하게 전달한다.
또한 이 책에서는 아인슈타인의 이론을 검증하기 위하여 일련의 과학자들이 어떤 노력과 실패를 했으며, 최종적인 성공에 도달하기까지 100년간의 눈물겨운 도전을 구체적인 사건의 일화와 반전을 가미하여 소개하고 있다. 아주 극적으로 그 성공스토리가 생생하게 책의 지면을 통해 독자들에게 전달될 것이다.

목차

이 책에 쏟아진 찬사들
머리말
프롤로그

제1장 시공간의 물결
1. 중력, 뉴턴과 아인슈타인
2. 일반상대성이론의 영광의 순간들
3. 중력파의 존재와 일반상대성이론
4. 중력파란 무엇인가?
5. 발견, 그리고 존재의 확인
6. 중력파는 어디에서 오는가?

제2장 중력파, 마지막 유산을 찾아서
1. 역사의 시작: 웨버 검출기
2. 선구자적인 실험과 발견
3. 비판, 논란, 그리고 제국의 몰락
4. 치유와 기회: 차세대 아이스 바
5. 초신성
6. 몰락한 제국의 유산
7. 수많은 도전들

제3장 레이저 전쟁
1. 새로운 시작의 준비: 바를 넘어서
2. 준비된 기술과 야심 찬 도전
3. 비판을 넘어서
4. 건설, 과학을 위한 비과학

제4장 끝나지 않은 도전, 라이고
1. 레이저 간섭계라면 가능할까?
2. 건초 더미에서 바늘 찾기
3. 10년, 그리고 조금만 더
4. 전 지구적 네트워크가 필요하다
5. 두 번의 흥분
6. 자, 이제 준비가 되었다

제5장 아인슈타인의 마지막 선물
1. 매우 흥미로운 이벤트
2. 발견의 공식 선언
3. 과연 진짜 중력파인가?
4. 100주년 이벤트와 제1 관측가동
5. 마지막 선물, 새로운 시작

제6장 새로운 천문학의 시대
1. 역사의 교훈
2. 새로운 천문학과 물리학의 시작
3. 차세대 중력파천문대로
4. 한국의 중력파 연구

에필로그

부록
찾아보기

저자소개

생년월일 -
출생지 -
출간도서 3종
판매수 751권

서강 대학교에서 물리학으로 학사, 석사, 박사 학위를 받았다. 현재 국가 수리 과학 연구소에서 블랙홀, 중력파 천문학, 중력파 검출기의 연구와 함께 중력파 검출 실험의 데이터 분석 연구를 수행하고 있다. 라이고 과학 협력단, 카그라 협력단 회원으로 활동하고 있다. 저서로 『중력파, 아인슈타인의 마지막 선물』, 『중력파 과학수사대 GSI』가 있으며, 『중력파, 아인슈타인의 마지막 선물』로 제57회 한국 출판 문화상을 수상했다.

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